El día solar más largo del año es de aproximadamente 24 horas 0 min 30 segundos (ocurre entre mediados y finales de diciembre), mientras que el día solar más corto del año es de aproximadamente 23 horas 59min 38 segundos. Si promedia ambos, obtengo un día solar promedio de 24 horas +4 segundos. ¿Por qué entonces se dice que es exactamente 24 horas 0min 0 segundos?
No utilizar un día solar de 24 horas como una definición del día causa el desplazamiento de 4 segundos cada año solar
No se puede calcular la longitud de un día solar medio solo por tomar la media de la más corta y la más larga solar aparente días. Que si la aparente día longitudes variadas en un lineal simple moda, pero ese no es el caso.
Desde el artículo de Wikipedia sobre la Ecuación de Tiempo,
La ecuación del tiempo se describe la discrepancia entre los dos tipos del tiempo solar. [...] Las dos veces que difieren son la solar aparente tiempo, que directamente realiza el seguimiento del movimiento diurno del Sol, y el tiempo solar medio, que realiza el seguimiento de un teórico significa el Sol, con el uniforme movimiento.
Este gráfico muestra el acumulado de las diferencias entre la media y tiempo solar aparente:
La ecuación de tiempo - por encima del eje de un reloj de sol se aparecen rápido en relación a un reloj que muestra local de media hora, y por debajo de la eje de un reloj de sol aparecerá lento.
Para calcular correctamente el día solar medio de longitud que usted necesita para integrar el aparente de la longitud de día durante todo el año. (Y hay que decidir exactamente cómo definir la duración del año, que es toda una historia complicada en su propio derecho).
Hay dos causas principales de la Ecuación de Tiempo.
1. La oblicuidad del plano de la órbita de la Tierra (el plano de la eclíptica), que está inclinado unos 23° con respecto al plano ecuatorial. Esta inclinación también es responsable de las estaciones.
2. La excentricidad de la órbita de la Tierra, que hace que la Tierra es la velocidad orbital, para variar a lo largo del año. El siguiente gráfico muestra cómo estos dos componentes se combinan para crear la Ecuación de Tiempo.
Ecuación de tiempo (en rojo la línea sólida) y sus dos componentes principales trazados por separado, la parte debido a la oblicuidad de la eclíptica (malva línea discontinua) y la parte debido a que el Sol de la variación de la velocidad aparente a lo largo de la eclíptica, debido a la excentricidad de la órbita de la Tierra (azul oscuro dash y dot línea)
Por favor, consulte los enlaces del artículo de la Wikipedia para más detalles.
El valor promedio de una distribución no es el promedio de su mínimo y máximo. Por ejemplo, el valor promedio de (0,0,0,4) es 1, no 2. La excentricidad de la órbita de la Tierra no es 0, ni la de la Luna, por lo que su distribución de la duración del día es probablemente ligeramente asimétrica, de ahí la discrepancia de 4 segundos . Suma la duración de todo un día de un año, dividido por la cantidad de días, obtendrás un mejor valor.
La definición original de una hora era 1/24 de un día, sin importar qué tan largo era el día en ese momento. Las duraciones que está citando solo son posibles con la ayuda de definiciones extremadamente modernas que se hacen posibles al redefinir el segundo (manteniendo el minuto y la hora fijados en 60 segundos y 3600 segundos, respectivamente).
Las 24 horas (exactamente) la definición del día solar medio sólo se aplica si se utiliza el UT1 escala de tiempo. Como otros han mencionado, el día solar medio que no es el promedio de la más corta y la más larga solar aparente día, y usted tiene que considerar la Ecuación de Tiempo para calcular el día solar medio por el promedio de todas solar aparente días en un año.
Si se utiliza la definición de un segundo basado en el sistema métrico, que es utilizada por el tiempo atómico (TAI), UTC y el tiempo terrestre (TT) escalas de tiempo, la duración del día solar medio, que no es exactamente 24 horas. La definición de SI el segundo, aparte de ser una escala atómica, se basa en el día solar medio en 1900 como determinado por Newcomb (en realidad se corresponde con el día solar medio, a mediados del siglo 19), cuando la rotación de la Tierra fue más rápido que el de hoy. Hoy el día solar medio es ligeramente más largo que en el pasado (cuando es medido por un reloj atómico), y la duración del día solar medio en el TAI segundos es mayor que en UT1. Para corregir la diferencia, segundos intercalares se introducen 0-2 veces por año en el UTC de la escala de tiempo basada en las observaciones de la rotación de la Tierra, para mantener la hora UTC en sincronía con UT1 a menos de 0,9 s. Estas son las correcciones publicado en el adelantado por el IERS en el Boletín C. No han sido 27 segundos intercalares se inserta en los últimos 46 años, lo que equivale a alrededor de 0,6 s por año de diferencia entre la duración del día solar medio entre TAI y UT1, o acerca de 1.6 ms por día (ver Figura 1 y 2).
La longitud de el SI el segundo depende de la ubicación, y TAI se basa en observaciones hechas por los relojes atómicos en varios laboratorios de todo el mundo ("la hora UTC(k)") y corregida por el geopotencial en el nivel del mar. TT es un teórico de la longitud de la IS en segundo lugar en el geoide, y como tal nunca se conoce a la perfección. Aproximación de los últimos TT es revisado annualy por el BIPM. En contraste, TAI y UTC se determinan y se mantiene fija, después de 1 mes pasado, el hecho de que (se publica regularmente en Circular-T por el BIPM). Específicos de laboratorio UTC(k) escalas de tiempo y el tiempo GPS (basado en la US Naval Observatory Reloj Maestro) se conocen en tiempo real. Otras escalas de tiempo incluyen el geocéntrico tiempo, baricéntrico de tiempo y el tiempo de efemérides. La longitud de 1 s es ligeramente diferente entre todos ellos, algunos de los differece es debido a que el tiempo pasa de forma diferente en función de la ubicación en la gravedad potencial. Por ejemplo, el tiempo pasa más rápido en el sistema solar que en la superficie de la Tierra por alrededor de 0,5 segundo año.
Históricamente, el tiempo medido por la rotación de la Tierra era la más precisa, y el día solar medio que se supone que es constante igual a 86400 s. Esto cambió con la introducción de la efemérides tiempo, más tarde sustituida por la de cuarzo reloj y el reloj atómico, que conducen a la re-definición de la segunda. Ellos se desvían más que la rotación de la Tierra se ralentiza.
Referencias:
Figura 1. El exceso de 86400s de la duración de los días, combinado solución GPS, 1995-1997. De https://www.iers.org/IERS/EN/Science/EarthRotation/LODgps.html
Figura 2. TAI-UT1 y TAI-UTC. De McCarthy y Seidelmann (2018).
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